• 2025年第0卷第3期文章目次
    全 选
    显示方式: |
    • >TM电工技术
    • 互感器误差校验技术综述

      2025, 25(3):879-892. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403738

      摘要 (7) HTML (0) PDF 3.80 M (14) 评论 (0) 收藏

      摘要:互感器校验仪是一种用于测试电力系统中互感器误差的设备。 随着技术的发展,互感器校验仪也在不断革新,从手 动、自动再到智能化发展,成为了研究热点。 按照使用方法介绍了测差法和直接比较法 2 类校验仪,分析了每种方法的优缺点 及相关产品,当前数字式校验仪因其自动化程度高且功能多。 数字式校验仪既可用于传统互感器,也可用于非常规互感器, 应用范围广,重点探讨了影响数字式校验仪检验精度的 3 种关键技术,并介绍了一种基于小信号的现场校验新技术,与目前 常用的现场校验方法对比有显著优点,兼容性强,安全性高,使互感器校验装置更加小型便携,适用于多种场合。 最后指出互 感器校验仪应不断朝着数字化、智能化、便携化、精度提升和综合性能提升方向发展。

    • >P天文学、地球科学
    • 基于指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束的重力三维反演

      2025, 25(3):893-899. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308285

      摘要 (8) HTML (0) PDF 8.99 M (17) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于典型聚焦稳定器的重力反演能较好地突出地下地质体的边界,但是,受聚焦因子的影响较大。 指数型聚焦稳定 器具有聚焦特性,而且,在一定程度上可以回避聚焦因子选择的问题,具有改善重力三维反演效果的潜质。 此外,惩罚函数约 束可以改善反演的多解性,将反演的物性值约束在一定范围内。 基于此,为探索指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束对重力三维 反演的改善作用,将指数型聚焦稳定器和惩罚函数写入三维重力正则化反演目标函数,完成了有、无指数型聚焦稳定器及有、无 惩罚函数约束的重力三维反演效果对比。 模型试验表明:指数型聚焦稳定器可以较准确地还原异常体的物性和空间分布,但存 在假异常和物性值超出真实值的情况,基于惩罚函数约束的指数型聚焦反演可以较好地改善此类情况,此外,惩罚函数约束的分 区域处理可以提高解的准确性。 上述情况表明,基于指数型聚焦稳定器和惩罚函数约束的反演方法具有一定的推广潜质。

    • 鄂尔多斯盆地东部太2上段储层特征及有利区预测

      2025, 25(3):900-911. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402643

      摘要 (2) HTML (0) PDF 19.70 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为查明鄂尔多斯盆地东部太原组储层发育影响因素,利用铸体薄片、高压压汞、恒速压汞等实验方法开展了太 2 上 段储层孔隙结构特征的研究。 结果表明,太 2 上段储层平均孔隙度为 7. 84% 、平均渗透率为 0. 396 mD,以特低孔-超低渗为 主,孔隙结构复杂,非均质性强。 储层发育粒内溶孔、粒间溶孔、晶间孔、岩屑溶孔等;根据各区域孔隙发育频率、孔隙度与 渗透率,将孔隙组合分为 3 类:粒内溶孔、粒内溶孔 + 晶间孔、粒内溶孔 + 粒间溶孔,高压压汞和恒速压汞的实验方法能够 较好地表征 3 类孔隙组合的储层特征,其中粒内溶孔 + 晶间孔的组合是良好的储层孔隙类型。 根据沉积分异和孔隙分异 规律,在实验结果的基础上建立优质储层评价标准,将太 2 上段储层由好到差分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类,并对优质储层有利区做出 预测。

    • 塔里木盆地雅克拉地区古近系低幅构造圈闭落实及有利目标评价

      2025, 25(3):912-923. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402415

      摘要 (7) HTML (0) PDF 31.47 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:雅克拉地区位于塔里木盆地北部。 2021 年老井复查显示,雅克拉 YK6H 区块古近系库姆格列木组新增石油探明地 质储量 86. 70 × 104 t,目前已发现的油气藏构造幅度低,相似低幅构造圈闭识别难度大,且成藏条件的匹配关系不明确。 为寻 找新的油气开发有利区带、加强剩余油藏的开发,以雅克拉地区高精度三维地震资料为基础,以高分辨率层序地层学理论为 指导,对雅克拉地区开展了高精度地层划分与对比分析;通过层位自动追踪、多级嵌套断裂解释技术、变速成图技术,识别了 105 条微断裂,提高了低幅度构造的识别精度,落实了最小闭合高度为 2 m 的低幅构造圈闭的分布;通过构造位置、圈闭特征、 沉积储层及油气运移通道等控藏要素,对新落实的低幅度构造圈闭进行分析评价,通过类比评价法,对新落实的构造圈闭进 行了有利目标优选,并综合分析得到该区的有利成藏区带。 总结了适用于低幅构造圈闭的构造圈闭-储层特征-运聚成藏三元 素匹配控制成藏目标的“三元控藏”有利目标优选方法,可为相似地质条件地区的有利目标评价提供借鉴。

    • 基质吸力对全风化花岗岩抗剪强度的影响

      2025, 25(3):924-932. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308795

      摘要 (1) HTML (0) PDF 13.88 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:在强降雨条件下,全风化花岗岩边坡岩土体饱和度增加,抗剪强度降低,易引发边坡失稳。 在这一过程中,基质吸力 变化是引起其抗剪强度变化的关键因素。 以青岛市崂山全风化花岗岩边坡为研究对象,采用离心机试验、不排水直剪试验、X 射线衍射分析、常规硅酸盐化学全分析试验和扫描电镜测试等手段,得到了基于 Van Genuchten 模型的全风化花岗岩的水土 特征曲线,系统研究了基质吸力对全风化花岗岩抗剪强度的影响。 研究结果表明:①全风化花岗岩土体饱和度与基质吸力呈 负相关的趋势,级配较不均匀的土样排水能力较强;②抗剪强度指标受基质吸力的影响不同,黏聚力对基质吸力的变化相对 于内摩擦角而言更加敏感;③全风化花岗岩土体中基质吸力与抗剪强度呈现正相关关系,基质吸力越大,抗剪能力越强。 研 究结果可为全风化花岗岩地区的边坡防治提供理论指导。

    • 基于灰色关联分析-信息量法的永胜县泥石流易发性评价

      2025, 25(3):933-941. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402860

      摘要 (5) HTML (0) PDF 18.26 M (11) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究永胜县泥石流灾害易发性,以云南省丽江市永胜县为研究区,将其划分为 475 个子流域单元。 采用灰色关联 分析法对各个评价因子进行关联度计算,剔除掉关联度最低的因子,使用共线性诊断进行独立性检验,最终保留流域平均坡 度、流域多年平均最大降雨量、流域平均植被覆盖度、流域平均高程、流域平均 melton 比率、流域平均水系密度、流域平均崩滑 核密度、流域平均道路密度等 8 个评价因子。 评价因子的信息量通过信息量法计算得出,将关联度值作为各因子叠加的权重 值,进一步构建灰色关联分析-信息量模型,开展永胜县泥石流易发性评价研究。 结果表明:泥石流灾害极高易发区频率比高 达 4. 06,接受者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)下的面积为 0. 818,说明选取的 8 个评价因子以及灰 色关联分析-信息量评价模型对永胜县泥石流灾害易发性评价研究具有较好的预测能力,得到的评价结果也对当地的泥石流 灾害防治工作提供了一定的参考作用。

    • >R医药、卫生
    • 基于斑马鱼模型和网络药理学探究金露梅抗心肌缺血作用机制

      2025, 25(3):942-952. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2400127

      摘要 (1) HTML (0) PDF 20.21 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:心肌缺血是因为冠状动脉疾病中心肌耗氧量和氧输送间的不协调引起的,由于其高发病率和死亡率,中国死于缺血 性心脏病患者的数量逐年递增。 为了验证金露梅有效成分具有抗心肌缺血功效,通过前期试验确定最大耐受浓度(maximum tolerance concentration,MTC)为 15. 63 μg / mL,并依据 MTC 划分高中低剂量组分别为 7. 81 μg / mL(1 / 2 MTC)、2. 60 μg / mL(1 / 6 MTC)、0. 868 μg / mL(1 / 18 MTC),阳性药物组为 N-乙酰半胱氨酸(125 μg / mL)。 借助网络药理学及分子对接技术的方法研究 金露梅有效成分抑制心肌细胞凋亡,减缓心肌缺血的可能作用机制。 结果表明:借助斑马鱼心脏荧光强度表型图发现金露梅 水提物与阳性药物组对比具有明显的防治心肌缺血功效,而且其作用机制与 Rap1 信号通路、癌症通路、癌症中的蛋白巨糖、 PI3K-Akt 信号通路、脂质和动脉粥样硬化 5 条通路有关。 可见探究金露梅有效成分的抗心肌缺血机制对防治心肌缺血有一 定的理论意义。

    • 任务切换下的功能网络配置与精神分裂症患者的认知灵活性缺陷

      2025, 25(3):953-961. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403128

      摘要 (0) HTML (0) PDF 10.83 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了研究精神分裂症患者和健康对照组在任务转换过程中基于任务的全脑功能连接,通过NSP方法量化全脑网络的整合和分离程度,解释精神分裂症患者和健康对照组大脑网络的不同重塑模式。结果表明,精神分裂症患者全脑功能连接模式的变化是由较低的网络整合度和较高的分离度驱动的,这表明精神分裂症患者在任务切换时的全局和全网络水平局部信息传输效率低于健康对照组。此外,使用简单的线性相关分析了任务切换成本(反应时间和切换成本)与任务状态模块化之间的关联。发现精神分裂症患者较低的全脑模块化程度和较低的突显网络模块化程度与较大的切换成本有关,但与整个任务的平均反应时间无关。与此相反,健康对照组患者较高的皮层网络模块化与较快的任务反应时间有关,但与较短的切换成本无关。总之,结果表明量化不同任务状态下的功能网络配置可以提供有关认知控制表现的信息。

    • CADCNet: 一种改进的视网膜血管分割算法

      2025, 25(3):962-968. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309339

      摘要 (0) HTML (0) PDF 8.55 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:目前传统的视网膜血管分割方法存在的视盘混淆引起的误分割、分割结果缺乏连续性,以及细节区域分割不精准等问题,为解决这一难题,本文提出了一种基于UNet的视网膜血管分割算法。该算法利用两个水平和垂直一维卷积和二维方形卷积的融合替代传统方形卷积,提高了眼球区域的表征能力;采用了多尺度分支增加特征空间的多样性,提升了网络的特征学习和表达能力。此外,为进一步改善分割效果,本文还将多层膨胀卷积引入自编码器的深层结构,替代了传统的简单池化操作,增大卷积核的大小,扩大了感受野范围,实现了多尺度浅层特征和深层特征信息的融合。本文算法在公开DRIVE和CHASE_DB1两个数据集上进行了评估,实验结果表明,本文算法的精确率和F1值上分别达到了0.9568、0.9598和0.8326、0.8304。与传统的UNet和近期部分UNet改进网络视网膜血管分割方法相比,本文算法在准确率、敏感度、特异性、F1指标上表现出一定的优势。这一验证结果充分证明了本文所提出的模型在分割任务上具备较强的精确分割能力。

    • >TB一般工业技术
    • 基于改进YOLOv8n的引晶工艺质量缺陷检测

      2025, 25(3):969-976. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402517

      摘要 (2) HTML (0) PDF 9.05 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:单晶硅生产过程中,引晶工艺产生的缺陷严重影响产品质量,传统的基于视觉的缺陷检测方法在检测引晶图像中的凸点小目标时,存在检测速度慢、参数量大、难以部署在嵌入式终端等不足。为此,本文提出了一种改进的YOLOv8目标检测模型,引入了ContextGuided模块,提高了模型的推理效率;在特征融合网络中引入更为高效的DySample,优化了特征融合的效率和深度;采用轻量级网络结构,减少了模型的复杂度和计算量,使其适应计算资源有限的终端设备。在工业数据集上进行了训练和测试,实验结果表明,对凸点小目标的检测更加准确,mAP达到97.7%,在精确率上相对于YOLOv8n提升了11.6%,同时参数量减少31.9%,方便部署在嵌入式终端。

    • 基于模糊层次分析的悬挂式单轨列车外观设计优化方法

      2025, 25(3):977-984. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309594

      摘要 (1) HTML (0) PDF 5.09 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理评价、筛选和优化融合文化特征的悬挂式单轨列车外观方案,提出一种基于模糊层次分析的悬挂式单轨列车外观设计优化方法。通过对国内外悬挂式单轨列车外观设计特点及趋势进行分析,重点聚焦文化因素构建了悬挂式单轨列车外观设计评价指标体系;然后利用专家评分构建判断矩阵,计算获得各项指标的权重;最后以具有广州地域文化的悬挂式单轨列车设计为例,阐释广州典型地域文化与设计的融入、设计方案的评估与优化。结果表明:利用该方法可以在外观造型、涂装设计、文化关联度方面筛选得出综合满意度较高的悬挂式单轨列车设计方案,该方法能够从多个维度对设计方案进行量化评价,可为设计方案的筛选和迭代优化提供依据和方向。

    • 平台设备典型基座减振优化设计

      2025, 25(3):985-991. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308975

      摘要 (0) HTML (0) PDF 2.85 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:基座作为连接设备和平台底板的结构,需在满足设备安全可靠运行的前提下,抑制平台底板振动激励传递。目前对于基座减振优化大多是针对基座单体或基座-底板结构,综合考量设备、基座和平台底板振动特性关系的研究较少。首先,以某海洋平台用典型设备的长基座为研究对象,采用阻抗分析和优化设计技术,以关键频段的平台底板输入功率流控制为设计目标。其次,在保证基座满足支撑强度、刚度且基座的结构形式不变的前提下,以基座质量和刚度为设计变量,对基座各板厚进行改进。建立了“设备-基座-底板”耦合振动控制优化设计模型,选用权重线性递减的粒子群算法为优化算法,并对某型基座实例开展减振优化设计。有限元方法验证结果显示,技术流程可行,且在1-300 Hz低频范围内优化后的平台底板输入功率流降低了95.43%,振动加速度总响应级降低了18.1 dB,为平台设备基座设计提供了一条可资借鉴的技术途径。

    • >TD-TF-TG矿冶工程
    • 新疆油田火驱区块采油井D级杆腐蚀失效分析

      2025, 25(3):992-998. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309003

      摘要 (2) HTML (0) PDF 15.27 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:新疆油田某火驱采油井抽油杆腐蚀严重,表面有多处腐蚀坑。为找出抽油杆腐蚀失效原因,对失效抽油杆进行金相组织和理化性能测试分析,利用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射分析等进行腐蚀特征分析,结合抽油杆服役工况找出失效原因。结果表明:D级抽油杆的化学成分、金相组织、夹杂物等均符合抽油杆标准要求,抽油杆服役仅1年8个月直径从19mm降为16mm,平均腐蚀速率为1.796 mm/a,表面最大腐蚀坑深度为2.1mm。抽油杆表面附着物主要为FeCO3、FeS、CaCO3,判断抽油杆发生了CO2/H2S腐蚀、高矿化度采出水引起的垢下腐蚀,同时,采出液中大量的Cl-促进了点蚀坑的发展。建议对温度低于50℃、pH值介于6-8、地层水属于高钙、高氯的采油井注入缓蚀阻垢剂对D级抽油杆进行防护,延长抽油杆使用寿命。

    • >TE石油、天然气工业
    • 基于微CT扫描的砂砾岩孔隙结构表征

      2025, 25(3):999-1007. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401843

      摘要 (3) HTML (0) PDF 30.29 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对砂砾岩渗透性差、颗粒大小混杂、孔隙结构复杂的特点,利用CT扫描及三维重构技术对玛湖乌尔禾组砂砾岩的孔隙结构特征及连通性展开研究,通过建立结合常规阈值分割与顶帽算法的孔隙结构提取方法,解决了微裂缝难以提取的难题。研究发现,乌尔禾组砂砾岩主要以粒间孔隙、溶蚀孔隙和微裂缝为主,三维结构以片状和孤立结构为主。砂砾岩样品等效半径小于30μm的孔隙虽然占比较高,但其对总孔隙体积的贡献却相对较低,而大于60μm的孔隙虽然较少,但其占据着总孔隙体积50%以上,为主要储集空间。实验样品以Ⅲ级连通域为主,有较好的连通性,有利于油气的聚集和开采。强非均质砂砾岩孔隙结构特征的研究对深入了解砂砾岩孔隙结构特征、寻找和开发砂砾岩油气藏有重要的理论和实践价值。

    • 沾化凹陷孤东油田六区馆上段古河流沉积演化规律

      2025, 25(3):1008-1017. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308716

      摘要 (1) HTML (0) PDF 17.25 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:孤东油田馆上段发育河流相储层是重要的产油层位,进入开发后期的老油田需要开展砂体特征与规模精细表征。基于岩心、测井、地震等相标志分析,确定了其由辫状河到曲流河的沉积特征与演化模式。馆上段下部主要发育辫状河储层,发育心滩、辫状河道、溢岸砂微相,馆上段上部发育曲流河储层,发育点坝、废弃河道、决口扇、泛滥平原等微相类型。通过岩-电标定分析,确定了辫状河、曲流河的测井响应特征与砂体发育规律,辫状河河道砂体多期切割叠置,横向上连片分布多分叉,曲流河河道砂体孤立发育,横向上呈条带状发育。在密井网的控制下,确定了辫状河、曲流河砂体的规模,定量表征了河流相砂体纵向演化规律。

    • 盐岩岩芯制备方法及蠕变特性

      2025, 25(3):1018-1027. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402230

      摘要 (4) HTML (0) PDF 10.07 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:世界范围内分布着大量的盐下油气田,由于盐层取芯作业造价昂贵,因此难以针对具体区块的盐岩岩芯进行蠕变实验。针对以上难题,本研究创建了一种人造盐岩岩芯压制方法,通过调整制备温度和压力来控制重结晶程度。通过测试在不同制备条件下的盐岩岩芯的声波速度、密度、单轴峰值强度,优选出了最佳的制备条件,并通过蠕变实验验证了人造盐岩岩芯与天然盐岩岩芯具有相似的蠕变特性,通过人造盐岩岩芯代替天然岩芯的方案是可行的;基于室内蠕变实验构建了盐岩的粘弹性本构模型,研究发现,盐岩的减速蠕变阶段的流变特征符合Kelvin模型,稳态蠕变阶段符合Heard模型,编译UMAT子程序描述其减速、稳态阶段蠕变特征,具有较好的拟合度,表明本研究中构建的粘弹性模型的适用性;对不同含量硬石膏的复合盐岩进行了蠕变实验,结果表明硬石膏的存在对盐岩的蠕变具有一定的抑制作用,盐岩中硬石膏含量越高,岩石的蠕变速率越低,因此在含有硬石膏的盐膏层中,可适当降低钻井时所使用的钻井液的密度。

    • 致密砂砾岩与CO2和水相互作用规律研究

      2025, 25(3):1028-1038. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309106

      摘要 (6) HTML (0) PDF 45.25 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究吉致密砂砾岩与CO2和水相互作用规律,基于准噶尔盆地玛湖致密砂砾岩油藏储层条件,开展致密砂砾岩与CO2和水相互作用实验。结果表明:CO2溶于水后生成碳酸主要与致密砂砾岩砾石间胶结物中长石、方解石发生化学作用,形成强烈的绕砾溶蚀现象,以溶蚀为主,沉淀为辅,最终使岩石孔隙度和渗透率增加,储层流体渗流能力变强,其中孔隙度和渗透率最大增量分别为3.65%和87.36%。同时,作用后岩石表面粗糙度增加,亲水矿物石英裸露在表面,岩石水相润湿接触角降低7.4°亲水性增强。对CO2吞吐提高原油采收率具有积极作用,主要增油机理包括以下两点:一是增大孔隙空间提高流体渗流能力;二是改善岩石水相润湿性,提高油藏水相渗吸能力和原油流动能力,从而提高原油采收率。

    • 交流杂散电流与应力耦合对涂层破损管道腐蚀行为影响

      2025, 25(3):1039-1046. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402268

      摘要 (0) HTML (0) PDF 6.89 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:通过模拟分析交流杂散电流对管道涂层破损处腐蚀量的影响,研究了交流电流大小、土壤电导率、管道内压、应力、接地极距离和管道半径等参数对腐蚀的影响。结果显示,当管道应力小于屈服强度时,应力对交流杂散电流的腐蚀影响较小,但管道形变增加后,应力将引起严重腐蚀。交流电流越大,管道涂层缺陷处腐蚀量越大。交流电频率越小,管道涂层缺陷处腐蚀量越大。接地极距离管道越近,管道涂层缺陷处腐蚀量越大。土壤的电导率越大,管道涂层缺陷处腐蚀量越大。管道半径越小,管道涂层缺陷处腐蚀量越大。研究成果对确保交流杂散电流影响下油气输送管道的安全运行具有重要意义。

    • >TK能源与动力工程
    • 不同封装形状的相变材料胶囊熔化及凝固特性

      2025, 25(3):1047-1053. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309043

      摘要 (0) HTML (0) PDF 5.75 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:宏观封装的相变材料(PCM)胶囊是构成填充床储热罐的核心部件,为强化填充床储罐的储热速率,优化单个PCM胶囊的蓄放热速率是必要的。在保证单个PCM胶囊体积一致的情况下,建立了四种不同封装形状的PCM胶囊。将胶囊置于阻塞率为0.5的流场中,充分考虑实际应用过程中的重力方向及换热流体流动方向,对不同封装形状下PCM的熔化及凝固过程进行了分析。结果表明:胶囊内液态PCM的自然对流可加速PCM的熔化与凝固过程,提高蓄放热速率;相比于球形封装胶囊,圆柱形封装胶囊单位体积下的换热面积提高了14.47%,PCM的熔化时间缩短了42.50%。因此,圆柱形封装胶囊具有最佳的热性能,在未来的研究中可将圆柱形胶囊应用于填充床储罐中,从而优化其储热性能。

    • >TM电工技术
    • 非理想电网条件下双馈电机网侧变换器的改进超螺旋终端滑模控制

      2025, 25(3):1054-1064. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2403291

      摘要 (2) HTML (0) PDF 8.11 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高不平衡及谐波电网电压下双馈风力发电机网侧变换器的控制性能,提出了一种改进超螺旋快速终端滑模的直接功率控制算法。首先,在两相静止坐标系下分析了网侧变换器在不平衡及谐波电网电压下以功率为状态变量的数学模型。然后,在进行功率内环设计时,针对数学模型中的负序以及各谐波分量导致的干扰,采用非线性扩张状态观测器进行观测。其次,为保证系统能在更短的时间内达到稳态,构造非奇异快速终端滑模面,并结合改进超螺旋滑模趋近律来设计了功率内环的滑模控制律。同样对电压外环也设计了终端滑模控制率。并利用Lyapunov函数证明了非奇异快速终端滑模面、改进超螺旋控制算法及非线性扩张状态观测器的稳定性。最后,通过与三种不同的控制方案来进行仿真对比,验证了所提控制方法的合理性和有效性。

    • 基于KELM-NSGA-II的永磁辅助同步磁阻电机多目标优化方法

      2025, 25(3):1065-1074. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402538

      摘要 (0) HTML (0) PDF 10.37 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高永磁辅助同步磁阻电机(Permanent Magnet-assisted synchronous reluctance motor, PMa-SynRM)的输出性能,本文提出了基于核极限学习机(Kernel extreme learning machine, KELM)和快速非支配排序遗传算法(Nondominated sorting genetic algorithm, NSGA-II)相结合的外转子PMa-SynRM多目标优化设计方法。首先对PMa-SynRM转子磁障进行初步设计并分析PMa-SynRM工作原理。其次,通过综合敏感性分析评估每个设计变量对优化目标的影响,选取主要优化参数。然后,以高输出转矩、高效率和低转矩脉动为优化目标,建立基于KELM的代理模型。最后,采用NSGA-II进行全局寻优,从NSGA-II生成的Pareto前沿中选择最优解,并通过有限元分析进行验证。仿真结果表明,优化后的电机较初始电机平均转矩提高了15.83%,转矩脉动降低了60.27%,且优化后电机效率较初始电机也有所提高,验证了本文优化设计方法的有效性。

    • 电力现货市场环境下考虑边际成本的综合能源系统调度策略

      2025, 25(3):1075-1086. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402343

      摘要 (1) HTML (0) PDF 13.48 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:综合能源系统(Integrated Energy System,IES)参与电力现货市场交易时,由于市场供需关系的的变化导致交易价格具有不确定性。因此,本文对综合能源系统运行边际成本进行精细化分析,研究了充分利用综合能源系统灵活性资源参与市场的最优调度策略。首先,分析了外部现货市场环境下市场价格不确定性典型场景处理方法,并研究了综合能源系统内部多种源荷可调资源及运行成本结构;其次,建立了在电力市场价格不确定性条件下考虑系统边际成本交易优化模型,并提出沙猫群优化算法进行求解。最后,通过对实际案例的仿真验证,结果表明:该策略不仅可以降低IES的运行成本,还能增强其对市场价格不确定性的适应能力,为综合能源系统在电力现货市场环境下的运行提供了新的思路和方法,有助于实现能源系统参与市场调度的经济性和可靠性双重优化。

    • 基于强化学习的负荷聚合商电价激励响应调频中的博弈与策略分析

      2025, 25(3):1087-1092. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402574

      摘要 (4) HTML (0) PDF 5.43 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决分布式负荷响应调频指令中的效率问题,本文提出了一种基于强化学习的负荷聚合商电价激励响应调频创新策略,在该策略中,构建聚合商和负荷集群博弈模型,聚合商根据调频指令和激励电价策略调整激励电价,而负荷根据自身用电成本调节用电功率,灵活地响应调频指令,采用多智能体软演员批评家(MASAC,multi-agent soft actor-critic)算法求解。结果表明电价激励方法可以使得负荷有效响应调频指令,通过MASAC算法不仅可以优化决策过程,还能有效降低运算复杂性,实现高效的动态调节。可见,该方法为电力系统的频率调节提供了一种有效的解决方案,具有重要的理论意义和实际应用价值。

    • 基于改进二阶广义积分器的交流电压幅值检测方法

      2025, 25(3):1093-1101. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402452

      摘要 (5) HTML (0) PDF 7.66 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:在对电压幅值检测精度的要求逐年增高的背景下,针对现有电压幅值检测方法易受谐波分量与直流分量干扰,进而导致检测精度不足的问题,提出了基于改进二阶广义积分器的电压幅值检测方法。首先分析了故障后电压的成分变化,证明了故障电压中谐波分量与直流分量的存在;随后分析了正余弦分量法与传统二阶广义积分法的电压幅值检测原理与性能;然后将传统二阶广义积分器中不含直流分量的输出量作为改进二阶广义积分器第二个模块的输入量,从而实现对直流分量的有效滤除,并对改进二阶广义积分器在不同增益系数下的伯德图、零极点与阶跃响应进行分析,综合考虑滤波效果、稳定性与响应速度等因素的影响,选取了最优增益系数。最后进行仿真验证。结果表明本文所提方法相较于其他两种方法,具有更强的谐波、直流分量滤除能力与更高的精度。

    • >TN电子技术、通信技术
    • 激光超声声场传播特性及参数优化

      2025, 25(3):1102-1109. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402572

      摘要 (3) HTML (0) PDF 10.76 M (8) 评论 (0) 收藏

      摘要:激光超声检测技术具有超声检测法与光学法的独特优势,在实现非接触检测的同时还可提高时间和空间分辨率。为了提高激光超声的激发效率和缺陷检测精度,就需要对激光源参数进行优化,以提高换能效率并降低成本。对不同情况下的激光超声声场传播特性进行了研究,通过COMSOL Multiphysics有限元软件对激光超声作用于X80管道的过程进行数值模拟,并验证了模型的准确性。结合设定的激光脉宽和激光光斑半径,研究了激光源参数与超声声场之间的关系,并利用MATLAB对相关数据进行了进一步分析。分析结果表明,当脉宽值设定为20 ns、光斑半径设定为300 μm时,激光超声在X80管道中具有相对最优的激发效率。这为提高激光源的激发效率提供重要参考。

    • 基于时空特性的VLC/RF网络决策机制

      2025, 25(3):1110-1116. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402869

      摘要 (3) HTML (0) PDF 4.06 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对室内可见光通信 (Visible Light Communication, VLC) 与射频 (Radio Frequency, RF) 通信异构网络中易因瞬态链路变化而导致频繁切换的问题,本文提出了一种基于时空特性的 VLC/RF 网络决策机制。首先,在离线采样阶段,通过对室内网格点的空间位置、带宽、接收信号强度、时延与信噪比等特征数据,在控制器中对特征数据进行处理并转换成比例权重,构建数据库。然后,在实时决策阶段,终端将采集到的特征数据反馈给控制器,通过跟控制器数据库中的信息比对来确定用户终端位置,提取出数据库中当前位置的优先链路并连接。最后,利用链路决策模型实时推导出网络通信指数,通过决策函数对数据库中的链路比例权重与网络通信指数聚合计算,求解出最优链路,并使用驻留定时器提高通信质量。仿真结果表明,本文切换算法与传统的模糊逻辑切换算法和等效信噪比 (Signal-to-Noise Ratio, SNR) 垂直切换决策算法相比,有效降低了平均切换次数、切换中断概率。本文算法可以实现室内异构网络的智能化管理,改善用户体验质量。

    • 基于射频直采技术的步进频雷达收发系统设计

      2025, 25(3):1117-1124. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401052

      摘要 (3) HTML (0) PDF 11.26 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对步进频体制雷达发射信号子脉冲切换速度慢,收发信号相位不相干的问题,设计了一种基于射频直采技术的步进频雷达收发系统。本系统对c波段雷达信号进行射频直采,所有信号处理过程均在数字域进行,系统集成度高且功耗小;采用快速跳频方式产生步进频信号,在6 ms之内实现1.8 GHz带宽的扫频,系统工作频段为200~2000 MHz,频率步长2 MHz,同时本系统中步进频信号的参数可根据探测要求更改。实验测试结果表明,该步进频雷达系统可以实现一维测距功能。

    • >TP自动化技术、计算机技术
    • 基于改进灰狼算法的移动机器人三维路径规划

      2025, 25(3):1125-1132. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309316

      摘要 (1) HTML (0) PDF 8.45 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决移动机器人在丘陵山区不规则、崎岖地形等复杂果园环境下的路径规划问题,提出一种基于改进灰狼算法的移动机器人三维路径规划方法。通过模拟实际地理环境,建立三维果园地形及障碍物模型,构建路径规划目标函数模型。通过引入麻雀搜索算法(SSA),改进标准灰狼算法(GWO)的初始化方式、收敛因子、局部搜索能力及全局搜索能力。仿真实验结果表明,所提出的算法相较于其他算法,具有寻优速度快、路径规划距离最优、收敛速度快的优点,表明了本文方法的有效性和优越性。

    • 基于三周期极小曲面的管道爬行机器人

      2025, 25(3):1133-1141. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401635

      摘要 (4) HTML (0) PDF 25.81 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对流体运输中的小管径管道检测与维护任务,设计并研制了一种小尺寸软体气动管道爬行机器人。该机器人采用解析隐式三周期极小曲面偏置技术,形成具有厚度的实体结构,并通过调整隐式方程参数实现结构刚度的各向异性。在此基础上,设计了径向和纵向变形驱动器,以满足机器人在管道内的灵活运动需求。为优化机器人性能,本文提出了一种基于MATLAB、Rhino和ABAQUS的联合参数优化框架,并利用Python脚本实现自动化参数优化流程。通过这一框架,可以有效提高机器人的运动性能和适应性。基于两种变形驱动器,设计了管道爬行机器人的整体结构,并详细阐述了制造方法和运动控制步态。实验结果表明,所设计的管道机器人能够在两种不同姿态以及一定载荷条件下稳定地沿管道运动,验证了联合参数优化框架的可行性。本研究成果为后续管道爬行机器人的参数化设计和优化研究提供了有价值的参考,有助于推动软体机器人在小管径管道检测与维护领域的应用发展。

    • 基于改进蚁群算法的机器人路径规划

      2025, 25(3):1142-1149. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402048

      摘要 (0) HTML (0) PDF 5.71 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统蚁群算法(ant colony algorithm, ACO)在移动机器人路径规划中存在的环境适应性差、拐点个数多、计算复杂度高等问题,提出一种基于Sigmoid统计迭代的蚁群算法。首先,采用Sigmoid激活函数分布策略,增加起点到目标点路线上信息素的初始浓度,降低算法前期搜索的盲目性;其次,引入自适应因子 动态调节启发函数,增加蚂蚁选择全局最优节点的期望程度,降低算法的收敛时间;最后,在每代蚁群中进行统计分析,提取每代蚂蚁路径最优、最差、平均三个特征参数,并根据迭代次数动态调整信息素更新函数。仿真结果表明,本文改进算法与蚁群系统、精英排序算法、传统蚁群算法相比,最优路径长度分别缩短2.7%、3.2%、5.4%,最优路径次数分别增加42%、53%、62%,最差路径长度分别缩短49%,62%,73%。研究显示,本文改进算法具有更强的全局寻优能力和较好的应用价值。

    • 基于IgH EtherCAT的时钟同步补偿方案设计与性能测试

      2025, 25(3):1150-1156. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402811

      摘要 (0) HTML (0) PDF 6.46 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提升机器人通讯系统多时钟同步性能,通过对分布式时钟同步补偿方案进行研究,设计时钟误差定量补偿与动态补偿算法,采用基于IgH EtherCAT通讯协议栈实现同步补偿方案,最后在六轴机械臂上开展轨迹跟踪与通讯性能测试。结果表明,与非IgH同步方案相比,该同步方案的应用提高了机械臂末端执行器的轨迹圆精度。时钟同步误差降至54ns,同步误差容许范围在±200ns以内。可见补偿方案提高了时钟同步性能,满足机械臂的应用需求。

    • 基于改进灰狼优化算法的枪弹着靶快速定位方法

      2025, 25(3):1157-1164. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309160

      摘要 (2) HTML (0) PDF 5.43 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统CCD交汇立靶采集的图像中,枪弹位置提取时采用背景差分法、互相关法所存在通用性差、耗时长的问题。通过对CCD精度靶图像弹丸提取所存在的问题进行深入分析,提出了基于改进灰狼算法(Improved Grey Wolf Optimizer,IGWO)算法的CCD精度靶图像弹丸提取方法。首先,将子弹提取问题转化为在一定约束条件下,寻找灰度值最小连通区域问题。其次,建立了最小化区域灰度值模型、竖直光斑区域及低灰度区域剔除模型。然后,采用基于维度学习的狩猎(DLH)搜索策略的改进灰狼算法,来跳出局部最优解,进而提升求解性能。最后,在参数设定相同的条件下,采用IGWO、GWO、MFO算法、互相关算法、背景差分法进行了对比试验。实验结果表明,在上述方案下,平均求解时间缩短至12ms。同时,目标检测成功率达到了95%,相较其它对比算法,性能提升明显。

    • >TU建筑科学
    • 山体高度对机场航站楼屋盖风压分布的影响

      2025, 25(3):1165-1173. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402655

      摘要 (2) HTML (0) PDF 12.32 M (6) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究山区不同山体高度上机场航站楼大跨屋盖的风压分布特性,对机场航站楼屋盖在0米、30米、60米、90米山体高度上的刚性模型,进行的风洞测压试验,对比分析了不同山体高度对屋盖表面平均风压、脉动风压、脉动风压的非高斯特性、峰值因子以及极值风压的影响。结果表明:山体高度的增加显著增加了屋盖迎风前缘的平均风压与脉动风压系数,也加剧了屋盖前缘流动分离的程度,使得屋盖迎风前缘脉动风压的偏度、峰度以及概率密度函数明显偏离标准高斯分布,表现出强烈的非高斯特性。同时通过Hermite矩模型对峰值因子进行计算发现,屋盖表面大部分测点的峰值因子主要分布在3.5~4范围内,远高于GB 50009—2012的建议值2.5,屋盖前缘的极值风压值也会随山体高度的增加而增大,并且全风向角下屋盖边缘有着类似的变化规律,其中90m山体高度上屋盖表面最不利极值负压比0m山体高度上降低了44.9%。研究可为同类型机场航站楼的设计与建造提供有益的建议和参考。

    • 铝-木组合柱蠕变性能及其预测模型构建

      2025, 25(3):1174-1179. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402678

      摘要 (2) HTML (0) PDF 5.57 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:木材在长期荷载作用下产生的蠕变会使木梁或木柱的变形增大,给建筑结构带来安全隐患。为改善木构件的蠕变性能,设计一种铝合金-木组合柱(aluminum wood composite columns,AWC),制作铝合金含量分别为0、2%、3%、4%的AWC,开展0.25应力比下柱的蠕变试验,试验持续时间30天。获取蠕变应变-时间曲线和蠕变系数-时间曲线,分析AWC蠕变变化规律。采用Burgers模型对蠕变应变-时间曲线进行拟合,探究铝合金含量对AWC蠕变影响;从AWC材料特性和荷载传递两个方面分析铝合金对AWC蠕变抑制的原因。结果表明:与铝合金含量为0的AWC1相比,AWC2~AWC4蠕变变形呈现不同程度减小,即铝合金能有效增强木材抵抗蠕变变形能力;基于Burgers模型拟合的4条AWC蠕变应变-时间曲线相关系数均大于0.95,且以此模型构建的AWC铝合金蠕变预测模型能较好地预测AWC蠕变。

    • UHPC-窄幅钢箱组合梁抗剪承载力计算方法

      2025, 25(3):1180-1187. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309693

      摘要 (1) HTML (0) PDF 12.67 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善组合梁负弯矩区易开裂的问题,提出UHPC-窄幅钢箱组合梁结构,基于极限平衡法以及分项叠加法得到了UHPC-窄幅钢箱组合梁抗剪承载力计算方法。为验证计算方法的准确性,以UHPC层厚度以及钢纤维为变量,设计了1根普通混凝土窄幅钢箱组合梁和3根UHPC-窄幅钢箱组合梁试件,对试验梁进行跨中反向加载试验,得到组合梁负弯矩下的抗剪性能。试验结果表明,相比于普通混凝土窄幅钢箱组合梁,当翼板采用UHPC材料时,翼板中的裂缝分布较为规律,且随着UHPC板厚度的增加,裂缝的分布逐渐呈现竖向等间距分布的特点,当保持翼板的厚度不变,将UHPC层厚度增加50mm,其屈服荷载增加12.5%,极限荷载增加8.3%,极限荷载对应的挠度值减小了22%。通过分析各试件的屈服挠度以及极限挠度可知,随着UHPC翼板厚度的增加,屈服挠度有逐渐增大的趋势,组合梁弹性阶段所占的比例不断增加。将试验数据与理论计算结果对比分析表明,采用分项叠加法所得的计算结果更能有效的反映UHPC层、普通混凝土层、钢箱、配筋以及充填部分混凝土对于抗剪承载力的贡献,且结果较为精确。

    • 藏东南砂土改良加固力学性能及干湿循环试验研究

      2025, 25(3):1188-1196. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402344

      摘要 (0) HTML (0) PDF 14.74 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究高分子聚合物聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和聚丙烯纤维对藏东南松散堆积砂土复合改良效果,在室内开展无侧限抗压强度试验及直接剪切试验,研究改良砂土效果,并确定最佳改良材料掺配比例。分析干湿循环后改良砂土在水分侵蚀下强度变化,并对其加固机理进行分析。研究结果表明:PVA与聚丙烯纤维掺量对无侧限抗压强度均有明显影响,当掺比为12%PVA+0.25%聚丙烯纤维时改良效果最优,其无侧限抗压强度可达1 716kPa,与砂土无侧限抗压强度25.46kPa相比强度增长达67倍。不同纤维含量的改良试样其抗剪强度随PVA掺量的增加而增加。在经历10次干湿循环过程后,12%PVA+0.25%聚丙烯纤维试样其无侧限抗压强度约为748.66kPa,仍有7d强度的91.8%。同龄养护期28d的1.47倍。聚乙烯醇溶液形成高分子膜粘附包裹砂土,聚丙烯纤维缠绕填充砂土,两者相结合提高了砂土的稳定性,有效改善了土颗粒之间的黏结强度,提高了土体的抗压强度。

    • 考虑任意荷载作用的刚性挡土墙非极限被动土压力理论研究

      2025, 25(3):1197-1205. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402371

      摘要 (2) HTML (0) PDF 8.08 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:经典的土压力理论仅能计算挡土墙平动模式下的极限土压力。为了更接近真实工程情况,需要发展任意荷载作用及任意位移模式下的墙后黏性填土的非极限土压力理论。采用等效均布荷载的概念,将填土表面作用的任意类型荷载转化为均布荷载作用,在经典的土压力理论基础上,将刚性挡土墙看作理想刚塑性体和一系列弹簧的组合体,得到了黏土的土体刚度系数,由此改进了Coulomb土压力理论,推导了可以考虑任意荷载作用的任意位移模式下土体的非极限被动土压力一般计算方法。研究结果表明,被动土压力的分布和大小、合力作用点的位置与挡土墙的位移模式、粘聚力大小和填土表面作用荷载密切相关,当等效均布荷载、粘聚力均为0时,该方法退化为Coulomb土压力理论。模型验证结果表明,理论计算值和试验实测值吻合较好,证明该计算方法对于计算非极限状态下黏性土的被动土压力具有一定的理论意义,对工程实践也具有一定的实用价值。

    • >TV水利工程
    • 阶梯海床上系泊浮体运动响应及系泊力的数值研究

      2025, 25(3):1206-1213. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308967

      摘要 (1) HTML (0) PDF 11.52 M (7) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法结合MoorDyn数值模型,对阶梯海床上系泊浮体动力学行为进行系统性地数值探究。在与实验数据进行对比验证的基础上,具体探讨了波高h与阶梯高度d对阶梯海床上系泊箱式浮体运动响应以及系泊力的影响规律。研究表明,阶梯上下两浮体的运动响应均随波高h增大呈现增大趋势;缆绳系泊力除L3的结果曲线规律性不显著外,其余三条缆绳也呈现增大趋势;随着阶梯高度d的不断升高,海床阶梯上下两浮体则出现了差异性的变化规律。此外还发现,在不同计算工况下缆绳L2系泊力与L0、L1均约为3倍关系,缆绳L2系泊力与L3均约为2倍关系。

    • >U交通运输
    • 基于遗传算法优化BP神经网络的沥青混合料性能预测方法

      2025, 25(3):1214-1224. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309410

      摘要 (6) HTML (0) PDF 7.30 M (4) 评论 (0) 收藏

      摘要:为实现沥青混合料性能的快速可靠预测,从材料组成设计角度出发,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithm, GA)优化反向传播(back propagation, BP)神经网络的沥青混合料性能预测方法。首先运用灰关联分析方法对多维输入变量进行降维处理,确定了沥青混合料性能的核心影响因素,然后结合遗传优化算法(GA),构建了以核心影响因素为输入层、沥青混合料性能为输出层的GA-BP神经网络预测模型,再对模型进行训练验证分析与预测泛化应用,同时与BP神经网络的训练效果和预测精度进行对比,验证GA-BP神经网络模型的准确性。研究结果表明:空隙率、油石比、公称最大粒径、4.75 mm通过率、沥青种类、软化点、针入度、延度等8项性能特征的灰关联度值r>0.6,对沥青混合料性能影响显著;相比于BP神经网络模型,经过遗传算法(GA)优化后的BP神经网络模型的均方根误差(root mean square error, RMSE)降低了16%~31%,平均绝对误差(mean absolute error, MAE)降低了15%~24%,R2 值提升了0.01~0.27,说明其具有更好的学习拟合能力;在对沥青混合料动态模量、动稳定度、残留稳定度、劈裂抗拉强度比和极限弯拉应变的预测精度上分别提高了35.26%、47.78%、23.13%、31.92%、35.75%,说明GA-BP神经网络模型具有更强的泛化应用能力。研究成果为实现沥青混合料性能的快速预测、指导沥青混合料材料组成设计提供重要参考。

    • 基于增强极限梯度提升算法的沥青混合料动态模量和相位角预测方法

      2025, 25(3):1225-1234. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402458

      摘要 (2) HTML (0) PDF 7.58 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:沥青混合料的动态模量是沥青路面设计的一个重要参数。利用集成方法从大量的沥青混凝土数据集中提取材料特性、动态模量和相位角信息,对优化沥青路面性能具有重要意义。极限梯度提升模型(XGBoost)通过加权求和聚合一系列决策树模型,构建了一个强大的预测模型,同时通过优化损失函数将预测误差降至最低。为了进一步提高动态模量和相位角预测的准确性,使用启发式算法对模型进行了优化。最初,基于样本初始化基础模型,并计算训练数据的损失函数的梯度。随后,XGBoost利用梯度细节构建决策树模型,优化叶节点权重,并通过加权求和更新模型的预测。在此过程中,使用启发式算法对整个XGBoost模型的最佳参数进行优化。实验结果表明,改进的XGBoost模型在所有性能评价指标上都优于原模型,提高了预测沥青混合料动态模量和相位角的准确性。

    • 长距离岩石顶管泥浆配比优化及减摩效果分析

      2025, 25(3):1235-1244. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309214

      摘要 (0) HTML (0) PDF 7.22 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:在超长距离岩石微盾构顶管中,管壁摩阻是决定顶推力大小和中间顶升站布置的关键因素,而选择好的膨润土泥浆是控制管壁摩阻的关键因素。为能充分发挥聚合物膨润土泥浆在顶管施工过程中润滑和支撑的作用,本文以重庆观景口水利枢纽工程为依托,通过正交试验和室内直剪试验方法对不同类型的膨润土泥浆的基础配比优化,根据浆液性能参数,以及减摩机理得出最优类型泥浆及其配比。结果表明:钠基膨润土泥浆为最优泥浆类型,其配比为膨润土与水的质量比为14%,瓜儿胶0.20%,纯碱0.4%,CMC为0.4%,PAM为0.10%,其减摩效果明显,能够使混凝土与灰岩之间的摩擦系数降低百分之35%,使得岩石顶管顶进过程中,管岩间的摩阻力大大降低。

    • 基于粗糙集-网格搜索-支持向量的公路隧道施工坍塌风险评估模型

      2025, 25(3):1245-1252. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309307

      摘要 (0) HTML (0) PDF 3.62 M (1) 评论 (0) 收藏

      摘要:为合理高效地进行公路隧道施工坍塌风险评估,通过粗糙集(Rough Set,RS)理论、网格搜索法(Grid Search,GS)和支持向量机(Support Vector Classification,SVC)研究了公路隧道施工坍塌风险评估模型。首先融合超前地质预报,构建公路隧道施工坍塌风险评价指标体系,同时收集100个隧道坍塌相关案例信息并对指标数据进行离散化处理,其次基于粗糙集条件信息熵进行属性约简,得到约简后的核指标集,而后采用网格搜索法寻找支持向量分类训练集的最优参数,建立基于粗糙集-网格搜索-支持向量(RS-GS-SVC)公路隧道施工坍塌风险评估模型,最后将所建模型用于对测试样本的预测。结果表明:在相同学习样本的条件下,相较于粗糙集-遗传-支持向量模型(RS-GA-SVC)和粗糙集-粒子群-支持向量模型(RS-PSO-SVC),RS-GS-SVC模型具有更高的分类精度;在训练集与测试集比例相同的条件下,RS-GS-SVC模型的预测准确率高于GS-SVC模型,准确率分别为93.33%和90%,且RS-GS-SVC模型的运算时间更短。可见,经粗糙集条件信息熵属性约简,可以有效降低模型复杂度,提高分类精度。

    • 利用XGBoost模型查明土地利用格局对行人交通事故严重程度的非线性影响

      2025, 25(3):1253-1261. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401726

      摘要 (1) HTML (0) PDF 6.11 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:土地利用与出行安全的研究是城市研究和交通运输领域共同关注的热点,但目前关于土地利用对交通事故的影响研究多纳入建成环境统一框架,并多采用土地利用混合度或土地利用类型占比来衡量,缺乏对土地利用类型的细化研究。本文基于重庆市渝中区2010-2021年行人交通事故数据和POI数据,采用极限梯度提升决策树(XGBoost)模型,结合道路条件、道路环境,探讨事故点缓冲区内土地利用格局与行人交通事故严重程度的关系。结果表明,土地利用格局对行人交通事故严重程度有重要作用,其中影响较大的要素分别是医院、住宅和教育用地。通过SHAP归因分析,事故点缓冲区300米内存在医院、居民小区以及教育用地对事故严重程度有降低作用。本研究有助于丰富土地利用与行人交通事故关系的研究,对优化土地利用格局、完善建成环境、降低行人交通事故伤害严重程度有借鉴意义。

    • 基于网联信息预警的停车场盲区抵近行为分析

      2025, 25(3):1262-1271. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2308876

      摘要 (0) HTML (0) PDF 6.58 M (2) 评论 (0) 收藏

      摘要:大型地下停车场内部通道窄、视野受限导致盲区交叉口会车容易发生碰撞,危险性较高。文章通过搭建地下停车场3D模型和网联信息预警系统设计驾驶模拟实验,分析地下停车场盲区交叉口抵近行为。考虑技术水平和盲区冲突设计4种实验场景,基于31名被试的微观驾驶行为数据,选取平均速度、平均加速度、制动位置分析预警点到盲区交叉口范围内的驾驶行为。在相关性分析的基础上运用k-means方法选择初始速度、平均速度对驾驶员类型进行聚类,分析网联预警信息对不同驾驶员抵近行为的影响。研究结果表明:1)驾驶员在无预警信息提示时抵近盲区交叉口的过程包括速度保持——速度增加——速度急减三个阶段,在有预警时速度均匀下降,通过交叉口时的速度较无预警时高34.08%;2)预警信息使得驾驶员平均速度较无预警场景降低9.94 km/h,制动位置提前4.49m,有效提升驾驶员在停车场盲区交叉口的安全性;3)预警系统对保守型和普通型驾驶员作用效果明显,对于激进型驾驶员应当进行必要的培训,使其认识到预警系统的积极作用,以提高行车效率、促进安全驾驶。研究结果对网联信息预警系统在停车场的应用和停车场安全性提升提供支撑。

    • >V航空、航天
    • 基于多目标的无人机辅助无线传感器网络数据收集方案

      2025, 25(3):1272-1279. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401446

      摘要 (6) HTML (0) PDF 5.47 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统无人机辅助的无线传感器网络数据收集方案仅优化无人机能耗而忽略无线传感器能耗的问题,提出了一种综合考虑无人机和无线传感器能耗的联合优化方案。首先,利用k-means算法和无人机与无线传感器之间的通信阈值进行聚类分析,实现无线传感器的有效分簇。其次,构建了一个多目标优化模型,旨在协同优化传感器能耗和无人机悬停能耗,并利用多目标粒子群算法求解最优的无人机悬停位置和无线传感器发射功率。最后,基于各簇中无人机的最优悬停位置,利用蚁群算法计算无人机的最优飞行路径,以最小化无人机的飞行能耗,从而最小化整个数据收集系统的总能耗。通过仿真实验的结果表明,相较于传统方法,本文所提出的方案在系统能耗上取得了显著效果。特别地,当分簇半径为120米时,传感器能耗降低了16.2%,无人机能耗降低了24.9%。

    • 前缘侵蚀对民航发动机风扇/增压级气动特性的影响

      2025, 25(3):1280-1289. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2401640

      摘要 (4) HTML (0) PDF 15.89 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了分析风扇转子叶片前缘侵蚀对压缩系统不同内外涵工况气动特性的影响,本文通过多级联算数值分析了某型大涵道比发动机压缩系统气动特性变化。研究结果表明,在峰值效率点工况下,前缘侵蚀后的发动机压缩系统总压比、等熵效率和通道流量分别相对下降0.18%、0.879%和0.972%。对风扇转子叶片而言,前缘侵蚀导致外涵道近喘点工况下95%叶高处表面静压系数曲线轴向0-24%区间的斜率下降,静压降低,轴向24%-40%区间的斜率上升,使叶型负荷降低,增压能力下降,激波向前移动。此外,前缘侵蚀会使外涵道近喘点处整体风扇叶片的攻角增大2°左右,导致叶片气动效率和失速裕度产生变化,偏离原始叶型设计。

    • 基于蒙特卡罗模拟的无人机地面风险缓冲区确定方法

      2025, 25(3):1290-1297. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2402188

      摘要 (8) HTML (0) PDF 11.46 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值、以风速矢量和初始位置为随机变量的无人机弹道下降动力学模型,通过蒙特卡罗模拟确定无人机失效坠地范围。其次,提出一种确定无人机地面缓冲区包络线的绘制方法,实现对整条无人机航迹地面风险缓冲区的定量化确定。最后,以某空中巡检航线为例对本文提出的方法进行了仿真验证,并与无人机在不同风场和不同运行条件下的缓冲保护区进行对比,研究不确定风场及其运行条件对无人机地面坠毁范围的作用效果,建立不同运行条件下的地面风险缓冲区。结果表明,在飞行速度更大、飞行高度更高、风速更大、风速和风向的标准差更大的条件下运行,无人机失效坠毁产生的坠地范围更广泛,建立的地面风险缓冲区的面积越大。

    • >X环境科学、安全科学
    • 臭氧氧化-粉末活性炭-超滤对污水厂二级出水中抗生素抗性基因的去除效能及影响因素

      2025, 25(3):1298-1305. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309115

      摘要 (1) HTML (0) PDF 18.15 M (5) 评论 (0) 收藏

      摘要:抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)作为新兴环境污染物已对人类健康造成威胁,研究表明,污水处理厂的二级出水是环境中ARGs的重要来源。采用臭氧预氧化结合粉末活性炭PAC(Powdered Activated Carbon,PAC)与超滤(Ultrafiltration,UF)组合工艺处理污水厂二级出水,考察O3投加量与水样的pH、温度对二级出水中不同形态ARGs去除效果的影响因素和作用机理。结果表明:ARGs被O3氧化失活后,经过PAC吸附与UF膜的过滤能得到更为有效的去除;在O3最佳投加量(2.0 mg/L)条件下,O3-PAC-UF组合工艺对二级出水中不同类型ARGs(tetA、tetC、tetG、sulI、sulII)和其他污染物(intⅠ1、16S rRNA)的去除量为102.67 ~ 103.92 copies/mL,且对细胞态和游离态ARGs去除效果明显增强;升高pH值和较低温度均利于ARGs的去除;O3分子的直接氧化作用居于二级出水中ARGs去除机制的主导地位。综上,臭氧联合粉末活性炭与超滤组合可以有效去除二级出水中的抗生素抗性基因。

    • 基于航迹冲突检测的通航林火救援飞行任务调度方案安全性评估

      2025, 25(3):1306-1312. DOI: 10.12404/j.issn.1671-1815.2309280

      摘要 (4) HTML (0) PDF 5.18 M (3) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估在森林火灾救援中通航飞行任务调度方案的安全性,通过对各通用航空器的航迹冲突进行检测,提出通航救援任务调度方案安全性评价指标。通过空域栅格模型建模救援飞行环境,基于任务调度方案针对性能约束不同的航空器规划出各自救援飞行航迹并进行航迹冲突检测,从而对任务调度方案进行安全性评估。仿真结果表明该方法相较于直接冲突判断算法时间效率提升了53.8%,相较于高效的时空同步航线冲突检测方法准确率提升了6.7%,可见该方法能够高效准确地对救援飞行中的航迹冲突进行预测并评估任务调度方案的安全性,为通航救援指挥调度工作提供有效的决策支持。

当期目录


年第卷第

文章目录

过刊浏览

年份

刊期

点击排行

引用排行

下载排行